Vout = (Vin * R₂) / (R₁ + R₂)
Vin = (Vout * (R₁ + R₂)) / R₂
R₁ = (Vin * R₂ / Vout) - R₂
R₂ = (Vout * R₁) / (Vin - Vout)
Vin = In voltage (V)
Vout = Out voltage (V)
R = Resistance (Ω)
Calcola la tensione di uscita utilizzando la regola del divisore di tensione — essenziale per la progettazione elettronica.
"Un circuito che riduce la tensione dividendola tra due resistori in serie."
\( V_{out} = V_{in} \cdot \frac{R_2}{R_1 + R_2} \)
Dove:
Vin: Tensione di ingresso (V)
Vout: Tensione di uscita (V)
R1, R2: Valori di resistenza (Ω)
Note: La tensione si divide proporzionalmente con la resistenza — una resistenza maggiore riceve una tensione maggiore.
La tensione totale fornita al circuito, misurata in volt (V).
Esempio: 5 V da una batteria o un alimentatore
La tensione cadente sul resistore R2, che è l'uscita desiderata.
Questo viene comunemente utilizzato per fornire tensioni di riferimento per sensori, microcontrollori o amplificatori.
Il rapporto tra le due resistenze in serie. Questo determina come viene divisa la tensione.
Esempi:
• Se R₁ = R₂ → Vout = Vin/2
• Se R₂ ≫ R₁ → Vout ≈ Vin
• Se R₁ ≫ R₂ → Vout ≈ 0
Quando i resistori sono connessi in serie:
Condividono la stessa corrente
La tensione si divide su ciascun resistore
Tensione totale: Vin = V₁ + V₂
Corrente: I = Vin / (R₁ + R₂)
Tensione su R₂: Vout = I × R₂
Fornire tensioni di riferimento per circuiti analogici
Ridurre i segnali dei sensori (ad esempio, termistori, potenziometri)
Polarizzare transistor e amplificatori operazionali
Creare sorgenti di tensione regolabili
Insegnare la teoria dei circuiti di base nelle aule scolastiche
Un partitore di tensione è adatto per fornire tensioni di riferimento a carichi ad alta impedenza (come ingressi ADC, ingressi non invertenti di amplificatori operazionali o polarizzazione di sensori), ma non è adatto come alimentatore per carichi a bassa impedenza (come motori, LED o microcontrollori).
Ciò è dovuto al fatto che la tensione di uscita subirà un calo significativo quando il carico assorbe corrente, poiché la resistenza del carico forma effettivamente una combinazione in parallelo con R2, modificando il rapporto di divisione. Per alimentare i carichi, utilizzare invece un regolatore di tensione (ad esempio, LDO o regolatore a commutazione).
Vi sono due considerazioni fondamentali:
① Il rapporto determina la tensione — la tensione di uscita dipende solo dal rapporto R1/R2, pertanto qualsiasi coppia di resistori con lo stesso rapporto fornisce la stessa Vout;
② I valori assoluti influenzano l'assorbimento di corrente — valori di resistenza più piccoli assorbono più corrente dalla sorgente (sprecando potenza), mentre valori più grandi rendono l'uscita più suscettibile alle interferenze del carico.
Una pratica ingegneristica comune consiste nel mantenere la corrente del partitore almeno 10× la corrente di carico per minimizzare gli effetti di carico. Per la maggior parte delle applicazioni a livello di segnale, R1 e R2 nell'intervallo di 1kΩ–100kΩ funzionano bene.
I divisori di tensione sono ampiamente utilizzati in:
① Conversione di livello — riduzione di un segnale a tensione più elevata per adattarlo agli intervalli di ingresso dell'ADC (ad es., 12V → 3,3V per un microcontrollore);
② Interfacciamento dei sensori — lettura di sensori resistivi come termistori, fotoresistori ed estensimetri;
③ Polarizzazione — impostazione dei punti di funzionamento in corrente continua per transistor e amplificatori operazionali;
④ Tensione regolabile — utilizzo di un potenziometro come R2 per creare una sorgente di tensione variabile;
⑤ Reti di retroazione — impostazione del guadagno nei circuiti con amplificatori operazionali.
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